决定胆机高保真单端输出变压器性能的重要参数及对策

Hi—Fi之友决定胆机高保真单端输出变压器性能的重要参数及对策纵观当今胆机的开发情况，国外已基本停止，而国内则异常活跃。这种现象的存在，主要是由于：目前国内仍在生产、开发各型胆管，胆资源丰富；加之各类媒体的导向作用，使越来越多的人了解、接受、喜爱胆机那特有的迷人音色。不少的人看准了这一点，只要有需求，就会有市场，纷纷加入胆机的开发利用行列。规模有专业工厂式的，也有家庭作坊式的；品质上也是鱼目混珠、参差不齐，这真让笔者担心。胆机放大器持续至今，且能在音频领域占有一席之地，靠的是什么呢?笔者认为主要是胆管独有的音色 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 现，人们欣赏它，可以得到精神上的享受，是其他东西无法替代的；因此，在设计、制作胆放大器时，要有它的特殊性。如果为了一时的商业竞争，而忽略营造胆机特有的韵味，把握不好，搞出些像晶体管机般的冷、硬音色，听胆机还有什么意思呢?即便价廉，也会失去存在的意义，应当引起胆机开发者的重视。从技术的角度来讲，影响胆机音色的原因是多方面的。不同的电路，不同的胆管，不同的电压、电流、电阻、电容的取值，甚至不同品牌的元件，对音色都有不同程度的影响。在现今技术条件下，这些影响大多可以通过一定的手段加以调节，是好，还是34钟辉坏，就要看设计制作者的功力了。输出变压器俗称输出牛，它与其他阻容元件不同，输出牛一经绕制完毕，性能的优劣就已定了，没有多大的调节余地。它的品质也就决定了放大器的品质。鉴于输出牛所起的作用及其关键位置，不论是厂家还是发烧友都十分重视，不遗余力地使出高招和绝活。即便如此，有的限于成本，有的限于工艺技术，一只高保真输出牛，也不是人人都能轻易搞到位的。为满足现今音源的要求，高保真输出牛不但要讲听感，还要讲客观硬指标。硬指标已成为衡量一只输出牛好坏的重要依据。这些指标主要是电感量、漏感、分布电容、频响和失真率等。我们在实际设计制作时，就要围绕既定的指标来取值、选材，并采用适当的工艺来完成设计目标。遵循“工欲善其事，必先利其器”的道理，要绕制高保真输出牛，没有必需的工具和设备是不行的。为此笔者购买了较精密的数显绕线机、恒温烘箱、真空浸漆箱、电感测试仪等，达到了一定的专业水平。通过数年的理论、实践，对输出牛的设计制作，有了一些认识和经验。可能是笔者偏爱单端放大器的音色，这里就先介绍影响单端输出牛性能的重要参数及改善 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 ，供有兴趣的发烧友或其他同好参考。1．电感量L其值的大小决定了输出牛低频率下限的范围。影响它的因素较多，且变化多呈非线性的关系。为满足不同频率，失真度的要求，一次侧电感量L，可由下式计算确定。L=R／[2fD(M一1)]式中R为一次侧输入阻抗(Q)；f为输出牛最低工作频率(Hz)；M为频率失真系数，一般为1～3dB。为计算方便，可将dB换算成倍数。当频响不均度为一1dB时，M=1．12；一2dB时，M=1．26；一3dB时，M=I．41。这样就可以从理论上确定在一定负载阻抗、下限频率，满足一定失真度要求下，输出牛所必须具有的电感量。例如匹配名胆300B的输出牛，当输入阻抗为3．5kQ，下限频率为20Hz，频率失真度为-ldB，M=I．12时，L=3500Q／[2×3．14×20Hz×(1．12-1)1／2]55H作为单端输出牛，要达到上述计算指标，技术上有一定的难度。从实际的听音也可发现，同是输出8W左右的300B单端功放，搭配同一款音箱，有的机器感觉推力强劲，低频的力度相当有震撼力，甚至可以推动某些大型音箱(当然音箱的灵敏度也要足够高)；有的机器感觉除了中频段音色较软外，低频的量感、冲击力度就有些不尽如人意了。不明个中2005年第2期维普资讯http://www.cqvip.com缘由的，往往归咎于300B推动功率小了。其实真正的原因是输出牛一次侧电感量不足，导致低频下潜不够深，听觉上也就感觉不到那种爆棚的气势。许多人倾心于300B美妙的音色，但制作中，真正能将其发挥到极致的，笔者想想也是极少数的。找到了原因，就为我们指明了解决问题的方向。搞变压器设计的人都知道，增加一次侧线圈的匝数，可以增大一次侧电感量。如果仅简单地增加一次侧匝数，或许电感量能达到要求。但匝数过多，线包的体积增大，即使能装进铁心，势必会带来新的问题，即漏感和分布电容过大，造成高频响应变差，失真度增大，也不符合高保真要求。看来要同时使电感、漏感和分布电容都满足设计要求，还真不容易，实际绕制中也的确让人伤脑筋。虽说很困难，但并不是没有办法解决这一矛盾。至少采取一定措施后，能将这一矛盾控制在设计许可范围内。(1)一次侧线圈匝数应足够，最好符合理论计算要求，这样电感量基本就有保障。笔者曾剖析过一些单端输出牛(包括厂制品)，除了铁心选择欠佳外，多数一次侧线圈的匝数未绕足，难怪音质表现轻飘飘的。(2)一、二次侧线圈应分段、分层交叉绕制。至于分多少段和分多少层，应视一次侧线圈的工作电压和匝数来定。一般情况是，一次侧工作电压高、匝数多(如FU一5单端输出牛)，为减小层间电压，分段数和分层数可取多点，相反则可取少点。(3)单端输出牛有直流恒磁2005年第2期场。静态工作电流越大，直流磁场强度越大。超过了铁心允许的磁感应强度，铁心会磁化饱和，磁导率急剧下降，电感也会大幅度降低。即使铁心未达到磁饱和的程度，由于磁感强度过高，非线性失真也会增大，频响也会变差。为增强铁心的抗磁饱和能力，除铁心在装配时要顺插外，“I”片与“E”片间须垫一定厚度的绝缘片，即铁心中要留一定的气隙，使输出牛耐受直流磁场的范围扩大许多。气隙的宽度l可通过下式计算。现在一般都采用较好的冷轧取向硅片，如Zll是厚0．3～0．35ram的片子，磁感应强度B取1T时，lg1256×IoN×10(cm)式中I为一次侧直流磁化电流(A)，N为一次侧线圈匝数(T)。以上理论计算数据与实际所需的气隙宽度有些差别，应根据实际情况加以调整，达到最佳的状态。为直观起见，图1示出了不同气隙时的电感量与磁场强度的关系曲线。100204060H／(A、cm)图1电感量与磁场强度的关系曲线从图中可以看出，当l=0时(无气隙)，直流磁场强度H很小时，变压器具有最大的电感量；当H=20A／cm，l=0时，电感下降最为显著；l=0、6IlIl时又较l=0、3ram下降多些；但当H>20A／cm时，l=0．6ram时，变化接近线性，磁场强度的增加，电Hi—Fi之友感量下降较为缓慢，并趋于稳定；而l-03ram时，电感量下降较剧烈。因而在实际调整中，有一最佳的气隙宽度，它的大小对电感量的影响很大12。漏感、分布电容这两项参数指标的高低直接影响频率上限的范围。作为输出牛的设计制作者，应当明白电感、漏感、分布电容三者之间的辩证关系，它们随时都处在矛盾之中，孤立地谈论电感或漏感、分布电容是没有多大的实际意义。跟电感设计一样，依据给定的一些条件，漏感和分布电容也有个允许范围，可以由下式计算得出：L=[(R1+R2)／(2丌f)】aC=1／[(2丌f)L】式中L为漏感(H)，C为分布电容(PF)。R1为一次侧回路电阻R1=内阻+线圈直流电阻(Q)。R2为二次侧反射到一次侧的回路电阻，R2=负载阻抗一直流电阻(Q)。f为最高工作频率(Hz)。a为系数，当频响不均度为一ldB时，a=0．5；一2dB时，a=0．7；-3dB时，El=1。前面已谈到过，增加一次侧线圈匝数，可以增大电感量，但匝数过多，又会造成漏感、分布电容增大。从上面计算式得知，分布电容C与漏感L。成反比关系，减小漏感时，分布电容增大。漏感、分布电容是由输出牛本身的结构、参数、材料等因素决定的。输出牛一经绕制完毕，漏感、分布电容的数值就基本上确定了。清楚了这一点，为满足一次侧电感量的要求，并把漏感、分布电容尽可能地控制在允许范围内，可采取一些行之有效的办法。(1)为提高输出牛一、二次35维普资讯http://www.cqvip.comHi—Fi之友侧线圈的耦合程度，应当采用分段、分层交叉绕制。对于电压高、匝数多的线圈，适当增加漏磁势组数(分段数)，因漏磁势组数与漏感L。成反比关系，可以减小漏感。(2)在满足一、二次侧组间耐压的前提下，适当减小一、二次侧组间的绝缘层厚度，实际减小了漏磁面积，从而也就减小了漏感。(3)由于绕线宽度h与漏感L。成反比，增加绕组的高度，等同于增加了铁心的窗高。同时可以使绕组的厚度减小，达到了减小漏感的目的。(4)从绕组静电容计算式C=(0，0886×S×￡)／t可看出，绕组静电容大小与绕组间的距离t成反比；而与绕组间电极面积S绝缘材料的介电常数e成正比。故为减小分布电容，选用介电常数小的绝缘材料，作为绕组间、层间绝缘；适当增加高压绕组的绝缘厚度，减小绕组问的相对电极面积，具有重要意义。(5)采取分层绕制可降低层间静电容和层间电位差。当分层数为lq_时，分布电容可降至不分层时的l／n。如条件允许，采用一些特殊的绕制 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(如蜂房式绕法)，可进一步减小分布电容。(6)对电压高的一次侧绕组，正确安排绕组的极性和层间线头oV13V102V1的连接，可降低分布电容的影响。图2、图3是两种不同排列的多层绕组层间连接方式比较，图3的连接方法，分布电容可减小1／3。另外值得一提的是在高频工作时，还须考虑集肤效应的影响。为减小集肤效应的影响，选择绕组线径时，应遵循导线直径小于两倍穿透深度的原则。实际绕制中，当所用导线较粗时，可采用两股或多股较细的导线并联绕制，能降低集肤效应对高频率的影响。应当注意，在增大一次侧电感量时，又要减小漏感和分布电容是相当艰难的。满足了电感量的要求，又势必影响漏感和分布电容。对于这一矛盾应根据具体的工作条件和要求折衷考虑，以达到尽可能低的(L。·C。)值。对于高保真输出牛还应当满足电感、漏感之比大于1000。3．磁感应强度B，磁场强度H，磁导率输出牛工作时的磁感应强度B、磁场强度H、磁导率，三者的关系可表示为=B／H。当外磁场强度很小时，与B几乎成正比关系。在单端输出牛中，一般都加了一个较大的直流磁化电流，由此引起的直流磁化强度达到一定数值后，铁心的磁感应强度急剧上升，直到饱和状态；铁心材料的V1图2多层绕组层问连接方式一图3多层绕组层问连接方式二36磁导率会大幅度降低，最终影响电感量的大小。图4是其变化曲线。图4变化曲线H从失真的角度来看，当工作频率较低时，往往电压摆幅较大，铁心的磁感应强度超过允许范围，非线性失真加剧。因此，必须采取一些措施克服这种影响。(1)根据磁感应强度B值与铁心截面积S成反比关系，适当增大铁心的截面积，可以减小工作磁感应强度，从而减小输出牛的非线性失真。(2)在实际设计中，工作磁感应强度可按经验取值。当输出功率<50W时，B值可取0．4～0，7T；当50W<输出功率<100W时，B值可取0，7～0．9T。(3)采用经适当方法退火处理的具有高饱和磁感应强度的取向硅钢片。如日本新日铁Zll或国产武钢的Qll厚0．3～0．35mm的高硅钢片。这里强调一下所谓“适当方法”，即在退火过程中，对加热温度、加热速度、保温时间、冷却速度以及为防止氧化所采用的保护措施，对不同类型的硅钢片都有不同的处理方式，而且只有当退火处理方法正确，才能提高原来硅钢片的电磁性能。图5是硅钢片经退火处理后和未退火处理的磁化曲线。从图中可以看到实际的硅钢片经退火处理后，饱和磁感应强度显著提高，材料的起始磁导率提高1～2倍。有气隙的硅钢片退火2005年第2期维普资讯http://www.cqvip.com图5硅钢片磁化曲线处理后虽说总的饱和磁感戍强度上升不多，但退火后消除了机械应力和各种杂质，硅钢片的晶格进行二次重排。铁心抗磁化电流能力提高，有效磁导率在较大的直流磁化范围呈线性变化。铁心的电磁性能更加稳定．退火片在绕制单端输出牛中更具优越性。以上就影响单端输出牛性能的主要参数肢采取的对策进行了浅折。当然影响输出牛性能的因素还有许多，如线圈的一、二次侧直流电阻，具体的绕制工艺，铁心装配技巧．浸漆，干燥过程等都有不同程度的影响，限于篇幅，不再Hi—Fi之友《元线电与电视》赘述。因胆输出牛绕制的特殊性，实际较难进行工业化，标准化生产，这就为厂家或发烧友留有较大的发挥空间。要使自己设计制作的输出牛达到高。段位水平，只有通过不懈的理论学习与实际操作，并摸索出一套科学、合理的设计操作工艺。最后要特别感谢Ⅸ无线电与电视这样全国性的、具有权威性、内容丰富、知识性强的杂志，为我们提供了一个良好的信息交流平台。杂志作者来稿须知这段时间，通过电子邮件向本刊投稿的作者日益增多，也不断有朋友来电、来函询问投稿事宜现将本刊的来稿须知刊登如下．希望作者朋友们能将您的精彩文章奉献给我们的广大读者1．来稿请使用文稿纸 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